太阳风暴袭来,纽约都可看到极光

地球正在进入太阳风暴极大期,科学家预计一场温和的太阳风暴在美国时间27日撞击地球,可能会导致比平时低得多的纬度上都可看到极光,包括美国北部纽约、威斯康星州和华盛顿州。虽然太阳风暴不至于影响生命,但有科学家担忧,太阳风暴将损坏人类日渐依赖的电子设备,而人类似乎没有做足准备。

太阳风暴是来自日冕,指大气层的最外层区域爆发,将等离子体和磁场喷射到太空中。如果日冕物质抛射 (CME) 指向地球,太阳喷射物与地球磁场的碰撞会引起地磁风暴,也称为太阳风暴。

科学家表示,太阳风从太阳日冕的洞中冒出,这些是太阳大气中较冷、密度较低的等离子体区域,具有更开放的磁场。这些开放区域让太阳风更容易逃逸,将电磁辐射高速吹入太空。如果这个洞面向地球,那么这些风就会吹向我们,再次进入我们的磁层。

太阳风暴由在太空中渗出的带电太阳粒子组成,也可能导致高纬度地区的卫星中断和一些电网波动,特别是在北纬55度以上的地方。这次袭来的风暴,科学家预期强度不强,在五级尺度上列为G2级风暴,其中G5是最严重的。据美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 称,只有在G4及以上级别的风暴中才会出现大面积停电。

确实与过去的灾难相比,这次的风暴将算不了什么。1859年那次太阳风暴最为著名,以目睹太阳耀斑变化的科学家命名为卡林顿事件,长期以来一直被认为是太阳有史以来最强大的冲击波。据描述当时距离黎明前还有几个小时,在古巴赫瓦那都看到一道灿烂的极光,几乎整个北半球都像太阳刚落下一样明亮。但同时,整个电报网络陷入混乱。

1921年5月又出现一次与卡林顿事件相当的地磁风暴。和1859年一样,在极地以外的地方出现灿烂的极光,电报和电话系统发生故障,在一些地方引发大火。小规模事件十几年就发生一次,1972年,太阳耀斑导致伊利诺伊州的长途电话线路中断。1989年,一场耀斑使魁北克省的大部分地区都停电,导致大约600万人断电长达9小时。2005年,一场太阳风暴使GPS卫星中断10分钟。

科学家预期,太阳正在接近一个被称为太阳活动极大期的时期,且强度估计是自1970年代以来最强的一次。在太阳活动极大期,控制太阳黑子,即强磁场的临时区域、太阳耀斑和日冕物质抛射的太阳磁场处于最强状态,导致太阳风暴更多更强。估计太阳黑子活动将在2025年7月达到顶峰,之后将消退到太阳活动极小期。

现在人类对技术的依赖程度要高得多,科学家已经开始担忧,人类的技术资产,尤其是太空中的技术资产潜藏危机,若在今天发生类似卡林顿的事件,整个电网可能会关闭,GPS卫星可能会故障。

最好的预防就是预测,让操作员有时间重新配置或关闭设备以防止破坏,或是创建额外的弹性,但显然人类还没有做足准备。科学家预期,威力足以破坏全球电网的耀斑可能平均一个世纪发生几次,而太阳已经有一段时间没有将类似卡林顿的耀斑瞄准我们,若在21世纪重演1859年可能是灾难性的。

(首图来源:Flickr /Paul StewartCC By2.0)

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